电是汽车四化关键.docx

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电是汽车四化关键

汽车“四化”，电是关键

—未来汽车四化“绿色化、电动化、电子化、自动化”及对策

汽车工业是全球性支柱产业，是国际经济竞争中的重要领域，是国家经济实力和技术水平高低的标志，体现了一个国家的综合水平，它诞生于德国，成长于法国成熟于美国，挑战`崛起于日本。

它带动了钢`铁`铝`塑料`橡胶`电子`化工等工业发展，促进了道路`桥梁`市政建设及修理`餐饮`旅馆`零售等第三产业发展。

由上世纪70年代重批量生产`高速化`高性能`重安全`降噪音`少排放`为省能而小型化到最近十几二十年的电子化`绿色环保化。

在未来，汽车将向安全`舒适`环保`自动化方向发展，简言之为汽车的“四化”--绿色化`电动化`电子化`自动化。

这“四化”中电是关键。

电贯彻了“四化’的始终。

具体地说：

1、考虑车辆报废时材料回收再利用，使在考虑少排放`不排放`无噪音环保化的同时，使汽车“尸体”也得到回收而全部绿色化，氢气车和电动车就是一个方向；2、采用预防性安全系统，提高驾乘人员的安全保证如双保险装置、ABS系统、安全气囊；3、车载机与全球定位系统的应用使汽车自动化成为可能。

这些都离不开电动化和电子化，电是未来汽车四化的基础。

—、汽车绿色化——绿色汽车是21世纪汽车的主旋律。

前不久，联合国环境规划署一报告指出，工业废气排放已将城市人口的一半置于碳`氮氧化物超标的大气环境中，全球每天有1000人因此而死亡，而此污染的80%源于汽车尾气，年排放达几亿吨。

为此，国际社会和各国政府，正寻求用绿色汽车替代燃油汽车。

我国现有汽车1600万辆，以后年增约200万辆。

2000年进口原油7650万吨，成品油3000万吨，耗资250亿美元，且将以每年1350万吨进口量增加，但石油资源是有限的，汽油代用品将逐步增加以保证我国政治`经济`和军事安全。

如有甲`乙醇汽车`天然气车`椰子油车`氢气车`太阳能车`电动汽车等。

实现少污染、零污染，最终绿色化，每辆汽车就是空气过滤器，排气将比进气更干净。

减轻污染较自然方法是降低油耗：

1、汽车小型化，设计合理，轻质，前置前驱动等经减轻自重而省油的有效程度占50%，全铝`全塑汽车就是轻质化的典型；2、减少滚动阻力`空气阻力等行驶阻力占省油有效程度的30%（车速75公里/小时，空气阻力与行驶阻力各占一半，车速再高时，空气阻力已是主要部分，此时将以减少空阻系数

为主）；3、提高发动机和机械效率占省油有效程度的20%。

其中最有效为减轻自重，每轻10%，油耗少80%。

用轻质材料是改进汽车结构的主要方向，外壳采用塑料、铝或新型钢板及车内部件塑料化是设计制造新趋势，从而相对节约能源提高了效率，增加了汽车绿色化的内涵。

在山西试验的甲醇中巴车每车年节减燃料费4000-6000元，汽车发动机495IQ由榆次新天地公司制造，已运行2`5万公里。

类似的绿色环保中巴车在太原、侯马、大同等6个地市近百辆车中取得良好效果。

又结合美

、英、意等国经验混入3-15%在汽油中，并加入添加剂使用。

而我国能源以煤为主，易于生产甲醇，较易选为汽油代用品。

天然气汽车相对于汽油汽车也有以下优点：

减少空气污染，一氧化碳为汽油的1/15，碳氢化合物为1/5，二氧化硫为1/20，二氧化碳为4/5，噪音低40%，热效率更高，结炭少而磨损少，延长了大修间隔2-2`5万公里，机油少1/2，运输成本少50%以上，抗暴性比最好的汽油还高17-32%，不加抗暴剂压缩比就更高，安全可靠。

但汽油代用品是少了污染，不是零污染。

氢气车`太阳能车`电动车才是目标，是真正意义上的绿色车。

绿色汽车也称智能化环保型汽车，是不用燃油有环保作用的汽车，包括电动汽车和非燃油汽车。

它们在各国政府支持下，经过数十年研制与开发，已成为二十一世纪知识经济时代的绿色行文化工具。

日本早在20世纪80年代初为解决新能源问题，就着手太阳能汽车、电动汽车的开发。

本田公司连续三次获得太阳能汽车拉力赛冠军。

法国BSA标志-雪铁龙集团电动汽车为法国在21世纪全国电动汽车保有量达10万量，立下汗马功劳。

绿色汽车的主要代表为电动汽车，后将详谈。

今天围绕环保和能源结构，汽车工业将面临巨变。

未来12-20年电动汽车将占据15-20%的市场。

不难想象，21世纪是绿色汽车主宰现代汽车社会的世纪。

二、汽车电动化——电动汽车是21世纪的主角。

汽车废气排放和噪音已成为现代城市自然环境的重要污染源。

为迎接这次汽车绿色革命，世界各大汽车公司已投入大量资金，并取得令人注目成绩。

电动汽车以自载高能蓄电池为能源，依靠大功率电机提供动力的新型交通工具，具有清洁，动力多样化，能量转换率高，结构简单，使用维修方便等优点，是实现零排放和克服能源短缺的绿色汽车，是未来汽车的工业潮流。

电动汽车的关键在蓄电池容量和降低整车成本。

游乐场碰碰车就是最简单的电动车。

它早于汽油车出现，由于内燃机问世，使燃油车代替了电动车成为主导。

20世纪90年代又被重新看好。

不过一次充电后行驶距离从几十公里（铅酸电池）升到镍氢电池的220公里和锂离子电池的600公里，可达125公里/小时以上，从零到100公里时速只需6`5秒，起动性好。

日产公司的镍镉电池6分钟就能充到40%功率，15分钟能充满。

日本电力公司同样电池可达176公里/小时，充一次电可以40公里/小时行驶548公里，但为较轻的碳纤维塑料车身。

美国通用公司的395公斤铅酸电池充电2-3小时，可走195公里，速达标20公里/小时。

新型电池有的电池可装于轮毂中。

电动汽车行车稳定可靠、舒适宽敞、安全无声、零排放、直接传动，但动力、传动、外观设计等方面也有困难。

一是生产者愿否较快更换流水线。

二是价格高：

本田公司“梦幻号”太阳能车为150万美元；丰田公司的RAV41LEE在1996年9月上市价为4.4万美元，为汽油车2倍。

批量生产是降价首选，这又与流水线更换连在一起。

电动汽车产业化已成为中国汽车工业产业结构和跨越式发展的切入点，可能发挥后发优势，迅速赶上先进国家。

实现与汽车工业的同步发展。

武汉理工大学教授王仲范认为我国电动汽车技术上只落后发达国家约8年，核心技术甚至处于世界领先地位。

加入WTO更面临前所未有的挑战，应抓住机遇努力发展电动汽车。

科技部高新技术司司长李健认为电动汽车是典型的高科技产品，由内燃机向电动车过渡必将极大推动汽车工业的技术改造，促进传统汽车产业的信息化和现代化。

也推动相关产业的信息化，刺激和推动包括信息产业在内的各高新技术产业发展。

最近十年，电动汽车将逐步成为汽车工业竞争的焦点。

经历关键技术研究、概念车开发、样车验证等阶段后，发达国家已相继推出电动车商品，并在政府有关政策优惠下开始进入市场（如法国政府规定凡购买者一律可获5000-8000法郎补助）：

意大利埃尼集团研制的蓄电池体积仅为现用的1/10，电容量却很大。

日本尼桑公司的则进入充电站只需几十秒即可取出用完电的蓄电池而换上新的蓄电池，使用者只须付相当于加油费的新电池的充电电费，比加油更快更安全。

屁股冒烟不再是汽车象征，而是电机`电动化作为特征了。

面对严峻的挑战，高科技的竞争。

政府有关部门应发布相应法规，强化政府职能，把开发高水平电动汽车作为一项战略任务，提到议事日程，要编制中`长期规划和方案，组织协调。

就研制进度`预期目标`责任分工等作出具体明确规定。

并象法国一样制定有关电动汽车产`销`用的优惠政策；密切注视电动汽车的发展动向，认真做好信息工作，免走弯路；重视高效能蓄电池开发研制，把电子`电力`机械等方面的新技术`新工艺及巨额投资，在政府统一组织协调下广引人才，多方筹资，把全国有关科研部门

、高校、车厂组织起来，技股资劳结合，合作攻关，共同开发，加快进程，把加油站改建成充电站。

与电动汽车同样具有无污染、高热值、资源丰富的氢汽车，时速可达210公里，已在德`美投入试运行。

这其中光解和电解产氢都离不开电。

三、汽车电子化——现代汽车技术的潮流。

科技和经济发展对汽车性能也提出了更高要求，为此现代汽车大量应用了电子技术，不仅提高了传统汽车性能水平，也开拓了应用领域，进入汽车电子化时代。

汽车电子化程度高低已成为衡量汽车技术水平高低的重要标志，未来汽车竞争本质上将在汽车电子化方面。

使汽车豪华、可靠、安全，减少了污染。

汽车对环境污染主要在三个方面：

噪音、废气和废车回收。

减少废气污染可采取电喷射和净化技术。

电喷射技术是对供油、点火等过程进行电子控制，使发动机处于最佳状态，使用后比化油器车动力高5-10%，油耗少了10%，减少至少90%的污染被消除。

排气净化技术也是采用空燃比电子控制系统。

这两项都离不开电子技术中的闭环反馈控制。

汽车中70-75%为钢材可回收，其余为非金属材料，特别塑料零部件难回收易污染。

其他电子装置有电控悬挂`电子调节车高`卫星导航`自控车距`四轮转向`车内数据处理传真系统`电喷系统`记忆合金百叶窗弹簧`镁合金板辐车轮`测距定位防撞系统`夜视器`瞄准器等。

汽车电子从20世纪70年代开始分为三个阶段：

1、1972年以前为交流发电机`电压调节器`电子喇叭`间歇刮水装置`汽车收放机`电子点火`数字钟等，这些起点较低，我国已采用；2、1972年-1982年，以集成电路和16位以上微处理机在汽车上应用为标志，有电喷系统、自动门锁、程控驾驶、限速定速、自动灯光系统、自动防抱死装置、车辆导航、撞车及防盗报警、电子正时、电子变速（按钮变速器）、自动记程及耗油记、数字式仪表等。

其间以电喷技术和防抱死系统（ABS）为代表，初步出现了机电一体化；3`1982年至今，汽车微机日益成熟并向智能化发展。

由由胎压控制`牵引力控制`全轮转向控制`声音合成与识别器`电子负荷调节器`蜂窝式电话`自动后视镜系统`道路状况显示器`集成线束等发展到车用微波系统、多路传输系统`以ASICS32位微处理机为基础的通讯与导航协调系统、自动防撞系统、超重超速报警、动力最优化系统、电子地图、自动驾驶与自动检测，出现了智能化汽车。

概括起来，汽车上电子技术有四方面应用：

1、动力与信息控制（电喷`防撞制动`悬架控制）；2、娱乐与通讯系统（高保真CD音响`汽车电话-电视等）；3、积极安全性技术，有雷达测距与警告系统`红外夜视系统`玻璃信息显示（在前风窗上显示行车信息）；4、交通信息技术与电子导航等技术装置。

目前，电子器件占汽车成本的1/3，电气故障占据1/3，电脑优化控制可节油1/3。

汽车电子产品年增15-20%，每车由20世纪70年代的25美元提高到2000年的2000美元，汽车电子产品将有150亿左右，占电子工业的3%。

总之，汽车电子化是大势所趋，是汽车发展的潮流。

汽车电子化是跨学科的。

它的基本元件主要由传感器`控制器和执行机构组成。

其中传感器是敏感元件，主要种类有：

流量传感器`转速传感器`负压传感器`氧传感器`位移传感器`温度传感器及振动传感器等。

要求它们经济可靠而又精度高。

车上电子控制核心为单片机，单片机除满足上述三个要求外，还要求安全密封`抗干扰`抗振动。

单片机是我国弱项，必须加强电技人员与汽车人员的交流与合作。

四、汽车自动化——汽车驾驶的发展趋势。

上文提到的智能化汽车，指的是汽车微电脑代替了驾乘人员人脑的部分功能，其中自动驾驶将是重要方面。

这就是汽车的自动化。

据奔驰汽车研究所使用模拟系统进行调查结果，85%用户希望轿车有自动巡航功能，80%希望有自动道路跟踪功能，95%希望有自动起步`自动停车功能，80%希望有高速公路自动驾驶功能。

就安全而言，自动驾驶替代了驾驶的大部分操作，使得驾驶员有更多时间去考虑`反应或修正自身或驾驶仪的错误，使驾驶仪控制的车行轨迹更加精确（人很易判断驾驶仪工作是否正常，反之则很难）。

自动巡航控制是按驾驶员预选的车速`通过对节气门的反馈控制以适应路况的变化而维持预选恒速。

下坡时，由于车速升高，计算机发出指令会减少油门（节气门），上坡或进入坏路时则进行相反操作。

汽车驾驶自动化有两个方面经济效果：

1、大大提高道路利用率，减少了行车间安全距离要求；2、自动驾驶货车中使用的电子拖杆技术，不仅减少了驾驶员数量，且降低制造成本和燃油消耗。

此外，自动驾驶仪也最大程度地减少了驾驶人员生理及心理因素引起的安全隐患。

自动转向灯开关及发现克服“瞬间睡眠现象”已经成为现代高档汽车辅助驾驶系统的必须设备。

经过对公路进行较大改造，增加电子导航设备或编码磁体，就可以降低传统汽车驾驶自动化所要的环境识别与重构困难及所需成本。

又借助于全球定位系统（GPS），直接对汽车输入地名、经纬度、电话号码来进行线路检查，快捷地提供一条到达目的地的最佳路线或由于道路堵塞、施工、走错路等发生意外时，经再检索又出现新的最佳路线。

为使驾驶员或汽车电脑事先了解行驶中路况变化，也可作出语音提示：

如在一般道路500米前，高速公路1000米前就向我们提前说明路况以及时改变方向，这是汽车电子导航的最主要功能，将使有自动驾驶功能的汽车象巡航导弹一样，只要能量足够，就可以自主寻找目标或目的地。

这些都要以电子技术为基础，当然离不开电。

未来汽车的四化，电动化是为了绿色化；电子化则使汽车更安全`豪华`舒适，大大提高了汽车附加值；自动化则更简单`方便，更突出了人的作用。

在将来，汽车四化或许会使水陆空交通一体化。

悬浮列车使铁路`公路交通模糊化。

悬浮列车的高速度又使铁路和民航模糊化。

中科院电工所温旭辉为此建议：

通盘考虑及充分发挥各种既有的和新兴的交通工具的长处，形成合理的运输系统。

模糊是将来之事，现阶段是发挥各自交通工具优势，长短优劣互补，交相辉映，使地下

、地上、水上、天空比翼齐飞。

在陆上运行的有轨“电动汽车”，被称为地上飞机的超导磁悬浮列车，时速可达到500公里以上，而只要火车软卧票价，花3小时可由北京到上海，有了与飞机叫板的资本。

在地上千公里以内竞争，把民航逼到了与轨上电动汽车同一起跑线上。

按旅行时间考虑，300KM/H电动有轨车与飞机在小于700公里才显优势，500KM/H时比飞机优越的距离延长到1500公里。

而且在500公里/时，每座位能耗仅为飞机的1/3-1/2，是高速列车的2/3，且爬坡能力强，转弯半径小，噪音小。

由于采用电力驱动，不受能源特别是燃油供应限制，又无污染，但投资比高速轮轨高20%，500KM/H以上则适用于长距离`大城市间`大流量的客运。

德国`日本等面积小，而美国综合运输体系又特别发达，中国人口众多，幅员辽阔，急需大流量的快运工具。

中国无疑是发展电动超导磁悬浮有轨车的场所。

这又殊途同归到电了。

电无疑是汽车四化的核心`枢纽`基础和关键。

2002年5月10日

邱德如

（注：

文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。

）